CH387318A - Einrichtung zum Auswerten von elektrischen Schwingungen verschiedener Frequenzen - Google Patents

Description

  Einrichtung zum Auswerten von     elektrischen    Schwingungen verschiedener Frequenzen    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrich  tung zum Auswerten von elektrischen Schwingungen  verschiedener Frequenzen.  



  Die     Einrichtung    gemäss der Erfindung ist da  durch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von elek  trischen Filtern auf eine Reihe unterschiedlicher  Durchlassfrequenzen abgestimmt ist, die im Ver  hältnis  
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    aufeinanderfolgen, und dass die Eingänge aller Filter  mit einem gemeinsamen Eingangsverstärker verbun  den sind und der Ausgang jedes Filters mit einem  zugeordneten Wandler in Verbindung steht, welcher  durch die vom betreffenden Filter durchgelassene  elektrische Schwingung betätigbar ist, um einen be  stimmten Vorgang auszulösen.  



  Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungs  gegenstandes sind nachstehend an Hand der Zeich  nung näher erläutert.  



  Fig. 1 stellt rein schematisch eine erste Aus  führungsform der Einrichtung dar, die das selbst  tätige Aufzeichnen des zeitlich variierenden Spek  trums von elektrischen Schwingungen ermöglicht.  



  Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem zugehöri  gen, streifenförmigen Aufzeichnungsträger mit eini  gen Aufzeichnungen.  



  Fig. 3 veranschaulicht eine abgeänderte Form  des Aufzeichnungsträgers mit einigen Aufzeichnun  gen von tonfrequenten Schwingungen.  



  Fig. 4 stellt einen analogen Aufzeichnungsträger  mit erweitertem Frequenzbereich dar.  



  Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante der Ein  richtung gemäss Fig. 1, zum Aufzeichnen der Fre  quenzspektren von Gehirnströmen.  



  Fig. 6 stellt schematisch eine Einrichtung dar,  die zur Umwandlung von elektrischen Schwingungen,         z.    B. von Gehirnströmen, in Schwingungen mit dazu  proportionalen Frequenzen, z. B. im Hörbereich,  dient.  



  Bei der Einrichtung gemäss Fig. 1 ist ein Mikro  phon 10 an einen Eingangsverstärker 11 angeschlos  sen, der mehreren nachgeschalteten elektrischen Fil  tern 12 gemeinsam ist. Die Eingänge der Filter 12  sind mit dem Ausgang des Verstärkers 11 verbun  den. Jedes der Filter 12 ist auf eine andere Durch  lassfrequenz abgestimmt. Die Durchlassfrequenzen  bilden eine aufsteigende Reihe und folgen im Ver  hältnis  
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    aufeinander. Wird angenommen, die Durchlassfre  quenzen liegen im Hörbereich des Menschen, so  weisen die von den Filtern 12 durchgelassenen Ton  frequenzen in der Tonhöhe einen Unterschied von  einem halben Ton auf.

   Der Ausgang jedes Filters  12 steht mit einer zugehörigen Gleichrichterschal  tung 13 in Verbindung, die gegebenenfalls einen zu  sätzlichen Verstärker enthalten     kann.    Die Teile 11  bis 13 sind zu einer baulichen Einheit 14 zusam  mengefasst, welche ein Eingangsklemmenpaar 15 zum  Anschluss des Mikrophons 10 und mehrere Aus  gangsklemmenpaare 16 aufweist, welche an die       Gleichrichterschaltungen    13 angeschlossen sind.  



  In einer andern baulichen     Einheit    18 befinden  sich eine Reihe von Elektromagneten 19, die mit  den     Klemmenpaaren    16 in Verbindung stehen. Jedem  der Filter 12 ist ein solcher Elektromagnet 19 zu  geordnet, der jeweils so lange erregbar ist, als vom  entsprechenden Filter 12 eine elektrische Schwin  gung durchgelassen wird. Die Elektromagnete 19  sind mit zugehörigen Ankern 20 versehen und bilden  elektrisch-mechanische Wandler zum Auslösen von  bestimmten Vorgängen. Die     bauliche    Einheit 18      umfasst ferner ein schreibendes Registriergerät mit  so viel     Schreibern    21, als Filter 12 vorhanden sind.  Jeder der Schreiber ist mit einem der Anker 20 me  chanisch gekuppelt und durch den zugeordneten  Elektromagneten 19 betätigbar.

   Die Schreibspitzen  22 aller Schreiber 21 sind in gleichmässigen Ab  ständen voneinander in einer geraden Linie ange  ordnet und dazu bestimmt, mit einem     streifenförmi-          gen    Aufzeichnungsträger 23, z. B. aus Papier, zu  sammenzuarbeiten. Mit Hilfe von an sich bekann  ten, hier nicht dargestellten und nicht beschriebenen  Mitteln kann der Aufzeichnungsträger 23 mit kon  stanter Geschwindigkeit in seiner Längsrichtung vor  geschoben werden, wie durch den Pfeil V angedeutet  ist. Die Linie, in der sich die Schreibspitzen 22 be  finden, verläuft rechtwinklig zur Längs- und Vor  schubrichtung des Aufzeichnungsträgers 23.  



  Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der beschrie  benen Einrichtung ist wie folgt: Treffen auf das  Mikrophon 10 Schallwellen unterschiedlicher Fre  quenzen auf, so entstehen zunächst entsprechende  elektrische Schwingungen, die im Eingangsverstärker  11 verstärkt und dann den Filtern 12 zugeleitet wer  den. Je nach der Frequenz einer Schwingung wird  diese von einem oder einem andern der Filter 12  durchgelassen und der nachfolgenden Gleichrichter  schaltung 13 zugeleitet, in welcher ein Gleichstrom  entsteht. Letzterer erregt den zugeordneten Elektro  magneten 19, dessen Anker 20 den betreffenden  Schreiber 21 betätigt, so dass seine Schreibspitze 22  mit dem Aufzeichnungsträger 23 in Berührung tritt,  solange der Ton mit der Durchlassfrequenz des Filters  12 andauert. Da sich der Aufzeichnungsträger 23  gemäss dem Pfeil V mit gleichmässiger Geschwin  digkeit von z.

   B. 1     cm/s    bewegt, erfolgt die Aufzeich  nung der vom Filter durchgelassenen Frequenz in  Form eines Striches. Aus der Lage des aufgezeich  neten Striches kann die Frequenz der aufgezeichne  ten Schwingung ermittelt werden.  



  Mit Vorteil benutzt man einen Aufzeichnungs  träger 23, der gemäss Fig. 2 in der Längsrichtung  des Streifens verlaufende Hilfslinien 24 trägt, die  gleiche Abstände voneinander haben und je einer  der Schreibspitzen 22 zugeordnet sind. Gewünschten  falls können die Hilfslinien 24 mit den entsprechen  den Frequenzzahlen beschriftet sein. Fig. 2 zeigt  auch einige Aufzeichnungen 25.  



  ES ist zu bemerken, dass auf die beschriebene  Weise in der Regel nur die Grundschwingungen der  Töne aufgezeichnet werden, nicht aber deren Ober  wellen, da diese kleinere Amplitude haben und die  Elektromagnete 19 nicht zur Erregung bringen.  



  Wenn die aufzuzeichnenden Schwingungen, wie  oben angenommen, im Hörbereich des Menschen  liegen und musikalischen Tönen entsprechen, so ist  es in manchen Fällen vorteilhaft, die     Hilfslinien    auf  dem Aufzeichnungsträger gemäss Fig. 3 anzuordnen  und diejenigen     Hilfslinien    124, welche den     üblichen     Notenlinien entsprechen, auffälliger, z. B. fetter,  darzustellen, als die übrigen     Hilfslinien    224. Die    Aufzeichnungen 125 liefern dann im Zusammen  hang mit den Hilfslinien 124 und 224 eine Noten  schrift, welche der bisher gebräuchlichen Noten  schrift ähnlich ist und von Musikern ohne Schwierig  keiten interpretiert werden kann.

   Die dünneren       Hilfslinien    224 zwischen den Notenlinien 124 der  bisherigen Art lassen die Bedeutung der zwischen  den Notenlinien 124 liegenden Aufzeichnungen oder  Noten klar erkennen. Da jeder Ton seinen eigenen  Platz auf     einer    der     Hilfslinien    124 oder 224 hat,  ist die Notenschrift völlig eindeutig und sind keine  Vorzeichen zur Erhöhung oder Verminderung der  aufgezeichneten     Tonhöhe    erforderlich. Die Dauer  eines jeden Tones ergibt sich aus der Länge seiner  Aufzeichnung 125. Ebenso sind die Pausen ohne  Hilfszeichen ersichtlich. Zum Transponieren einer  Komposition von einer gegebenen Tonart, wie z. B.

    D-Dur, in eine andere Tonart brauchen lediglich  die Hilfslinien 124 und 224 gegenüber den Aufzeich  nungen 125 in Richtung quer zu den Hilfslinien im  gewünschten Mass versetzt zu werden. Irgendwelche  Änderungen an den Aufzeichnungen 125 sind dabei  nicht erforderlich. Dies bedeutet gegenüber der  bisher üblichen Notenschrift eine ganz wesentliche  Vereinfachung und     Erleichterung.     



  Völlig analog kann man auch vielstimmige Mu  sikdarbietungen in der neuen Notenschrift aufzeich  nen, wenn der Aufzeichnungsträger gemäss Fig. 4  liniert wird und die Einrichtung entsprechend viele  Filter 12, Elektromagnete 19 und Schreiber 21 auf  weist. Der Zusammenhang zwischen den klassischen  Notenlinien des g-Schlüssels und jenen des     f-Schlüs-          sels    ist in Fig. 4 klar ersichtlich und durch zusätz  liche, gestrichelte Hilfslinien 324 und eine punktierte  Hilfslinie 424 vervollständigt. Durch zusätzliche ge  strichelte und punktierte     Hilfslinien    324 und 424  ist der Frequenzbereich nach oben und nach unten  erweitert.  



  Die beschriebene Einrichtung braucht nicht in  jedem Fall zur Aufzeichnung von tonfrequenten  Schwingungen im menschlichen Hörbereich ausge  bildet zu sein, denn die Filter 12 und der Ver  stärker 11 können auch zum Durchlassen von elek  trischen Schwingungen im Ultraschall- oder im  Infraschallgebiet konstruiert sein. Ein Ausführungs  beispiel der zuletzt genannten Art ist in     Fig.    5 ver  anschaulicht. Die baulichen Einheiten 14 und 15  sind prinzipiell gleich ausgebildet, wie mit Bezug auf       Fig.    1 beschrieben wurde. Nur liegen die Durchlass  frequenzen des Verstärkers 11 und der Filter 12  jetzt im Bereich zwischen 1 und etwa 32 Hertz.

   An  das     Eingangsklemmenpaar    15 der Einheit 14 ist  nun anstelle eines Mikrophons ein     Elektrodenpaar     30 angeschlossen, das zum Abtasten von Gehirn  strömen am Kopf eines Menschen angebracht wer  den kann, wie das an sich bekannt ist. Gegebenen  falls ist es vorteilhaft, mehr als ein     Elektrodenpaar     zu verwenden. Die beschriebene Einrichtung nach       Fig.    5 dient zur automatischen und laufenden Auf-      zeichnung des Frequenzspektrums der Gehirnwech  selströme.  



  Eine solche Aufzeichnung gibt dem Arzt und  Psychologen tiefgehende und aufschlussreiche Ein  blicke in das Wesen des betreffenden Menschen,  hinsichtlich Geisteszustand, seelische Verfassung,  innerer Rhythmus usw. Derartige Analysen können  gegebenenfalls auch bei der Partnerwahl berück  sichtigt werden.  



  Gleichzeitig mit der Aufzeichnung der Gehirn  wechselströme kann man gewünschtenfalls auch ein  Muskelspannungspotential, die Herzaktionsströme  und/oder den Atemrhythmus graphisch aufzeichnen,  was vorzugsweise auf dem gleichen Aufzeichnungs  träger mit     Hilfe    von an sich bekannten Apparaturen  geschehen kann. Man kommt auf diese Weise zu  einer vollständigeren  Partitur des Menschen .  



  Die in Fig. 6 gezeigte Einrichtung hat mit der  jenigen von Fig. 5 nur die bauliche Einheit 14 und  die Elektroden 30 gemeinsam. Anstelle der zweiten  baulichen     Einheit    18 ist eine andere Einheit 32 vor  handen. Diese enthält eine Reihe von Relais 33,  deren Anzahl mit derjenigen der Filter 12 in der  baulichen Einheit 14 übereinstimmt. Die Erreger  stromkreise der Relais 33 sind je an eines der Klem  menpaare 16 der Einheit 14 angeschlossen. Die Re  lais 33 dienen als Wandler     zum    Betätigen von vor  bestimmten Vorgängen, nämlich zum Ein- und Aus  schalten von elektrischen Tonschwingungserzeugern  34, die je einem der Relais 33 bzw. der Filter 12  zugeordnet sind.

   Die Frequenzen der Tonschwingun  gen, welche durch alle Schwingungserzeuger 34 her  vorgerufen werden können, sind den Durchlass  frequenzen der Filter 12 proportional; sie bilden  folglich ebenfalls eine     Reihe,    in welcher die aufein  anderfolgenden Frequenzen im     Verhältnis     
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    l  zueinander stehen. Zwischen den Frequenzen der  Schwingungserzeuger 34 bestehen somit Unterschiede  in der Höhe eines halben Tones. Die Ausgänge aller  Schwingungserzeuger 34 sind mit einem gemein  samen Klemmenpaar 35 verbunden, an welches über  einen Verstärker 36 ein Lautsprecher 37 angeschlos  sen ist. Ebenso gut könnte aber an das Klemmen  paar 35 ein     Kopfhörer    angeschlossen sein.  



  Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der Einrich  tung nach Fig. 6 ist wie folgt: Die mittels der Elek  troden 30 abgetasteten Gehirnwechselströme werden  in den Filtern 12 der Einheit 14     selektioniert.    Lässt  eines dieser Filter die betreffende elektrische Schwin  gung durch, so wird das zugeordnete Relais 33 er  regt, das seinerseits den zugehörigen Tonschwin  gungserzeuger 34 einschaltet, solange das Filter eine  Schwingung durchlässt. Jeder Gehirnwechselstrom  demzufolge einen tonfrequenten Strom hervor,  der mittels des Lautsprechers 37 hörbar wird.

   Da  die Frequenzen der Gehirnströme immer wieder än  dern und wechseln, zeigt auch der hörbare Ton ent  sprechende, proportionale Änderungen und Wechsel,    so dass eine Art  Musik  wahrnehmbar ist, die man  als  Organmusik  bezeichnen     kann.    Die Einheit 32  ist eigentlich eine elektrische oder elektronische  Orgel, die von den Gehirnströmen gesteuert wird.  



       Zusätzlich    zu dieser  Organmusik  kann man  gewünschtenfalls auch Muskelaktionsströme, z. B.  oder Atemgeräusche der gleichen  des Herzens, und  Person hörbar machen.  



  Die Einrichtung nach Fig. 6 eröffnet zahlreiche  Möglichkeiten der Psychoanalyse und Psychothera  pie. Insbesondere ist es möglich, einen Patienten mit  sich selbst begegnen zu lassen, indem man ihm seine  eigene      Organmusik     vorspielt. Je gespaltener ein  Mensch ist, um so grösser wird die zu erwartende  Wirkung sein. Es kann zu  emotionellen Ketten  reaktionen  kommen, die ähnlich wie eine Schock  therapie wirken. Bei andern Neurotikern ist eine  weniger starke, nur kathartische Wirkung zu erwar  ten, und bei öfterer Wiederholung dürfte sich das  Ergebnis wie eine meditative Schulung auswirken,  die durch     Selbsterkenntnis    zu einer     Selbstwerdung     führt.  



  Mit der     Einrichtung    nach     Fig.    6 lassen sich an  statt Schallwellen auch andere Vibrationen erzeugen,  die man auf den     Körper    der die     Einrichtung    mittels  der Gehirnströme steuernden Person einwirken lassen  kann. Zu diesem Zweck wird     anstelle    des Laut  sprechers ein elektromagnetischer oder     magneto-          striktiver        Vibrator    angeschlossen.  



  Zum Schluss sei noch darauf hingewiesen, dass  die Aufzeichnungen gemäss     Fig.    2, 3 und 4 sich gut  zum maschinellen Ablesen mit Hilfe von photo  elektrischen Wandlern eignen. Eine hierfür brauch  bare     Einrichtung    kann z. B. die Einheit 32, den  Verstärker 36 und den Lautsprecher 37 gemäss       Fig.    6 aufweisen. Die Erregerstromkreise der Relais  33 sind dann nicht mit der     Einheit    14, sondern je  über einen Verstärker mit einem zugeordneten  photoelektrischen Wandler verbunden, der eine der       Hilfslinien    der Aufzeichnung abtastet und jeweils  anspricht, wenn eine Schwingungsaufzeichnung den  Bereich des Wandlers durchläuft.

   Wenn der Auf  zeichnungsträger rechtwinklig zu seiner Vorschub  bewegung in bezog auf die abtastenden Wandler  verstellbar ist, so kann die aufgezeichnete  Musik   in jeder beliebigen Tonart hörbar gemacht werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zum Auswerten von elektrischen Schwingungen verschiedener Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von elektrischen Filtern auf eine Reihe unterschiedlicher Durchlass- frequenzen abgestimmt ist, die im Verhältnis zuge ordneten EMI0003.0032 aufeinanderfolgen, dass die Eingänge aller Filter mit einem gemeinsamen Eingangsverstärker verbunden sind und der Ausgang jedes Filters mit einem Wandler in Verbindung steht, welcher durch die vom betreffenden Filter durchgelassene elektrische Schwingung betätigbar ist, um einen be stimmten Vorgang auszulösen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler je mit einem Schreiber verbunden sind, der eine mit einem strei- fenförmigen Aufzeichnungsträger zusammenarbei tende Schreibspitze aufweist, und dass alle Schreib spitzen in gleichmässigen Abständen voneinander in einer Linie angeordnet sind, die rechtwinklig zur Längs- und Vorschubrichtung des Aufzeichnungs trägers verläuft.

   2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der streifenförmige Aufzeich nungsträger in seiner Längsrichtung verlaufende Hilfslinien aufweist, die je einer der Schreibspitzen zugeordnet sind und Frequenzen von einem halben Ton Unterschied markieren, und dass diejenigen Hilfslinien, welche den üblichen Notenlinien entspre chen, auffälliger dargestellt sind als die übrigen Hilfs linien. 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler je mit einem Ton- schwingungserzeuger verbunden sind, der Ton schwingungen von vorbestimmter Frequenz hervor ruft, solange der zugeordnete Wandler betätigt ist, und dass die Frequenzen aller erzeugbaren Ton schwingungen jenen der durch die zugeordneten Filter durchgelassenen elektrischen Schwingungen proportional sind. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsverstärker mit Elektroden zum Abtasten von Körperaktions- strömen oder Gehirnströmen verbunden ist. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsverstärker mit einem Mikrophon in Verbindung steht. 6.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler je mit einem Vi- brator verbunden sind, der Schwingungen von vor bestimmter Frequenz hervorruft, solange der zu geordnete Wandler betätigt ist.